[发明专利]一种利用极性反转实现高效脱氮除磷及产能回收的装置及方法

权利要求书

1.一种利用极性反转实现高效脱氮除磷及产能回收的装置，其特征在于，包括极性反转室(A)、阳极室(B)和纯氧室(C)，极性反转室(A)与阳极室(B)之间通过质子膜(9)隔开，极性反转室(A)与纯氧室(C)之间以及阳极室(B)与纯氧室(C)之间均通过空气阴极(16)隔开，极性反转室(A)设有进水口(5)和极性反转室出水口(8)，阳极室(B)设有阳极室进水口(15)和出水口(18)，极性反转室出水口(8)与阳极室进水口(15)连通；

极性反转室(A)内设有碳刷电极(7)，碳刷电极(7)上附有微生物膜；阳极室(B)中设有铁片阳极(17)。

2.根据权利要求1所述的一种利用极性反转实现高效脱氮除磷及产能回收的装置，其特征在于，极性反转室(A)的底部设有脱落生物膜排出口(2)，阳极室(B)的底部设有阳极产物排出口(13)。

3.根据权利要求2所述的一种利用极性反转实现高效脱氮除磷及产能回收的装置，其特征在于，极性反转室(A)的底部和阳极室(B)的底部分别具有脱落生物膜收集斗(3)和阳极产物收集斗口(14)，脱落生物膜排出口(2)设置于脱落生物膜收集斗(3)的底部，阳极产物排出口(13)设置于阳极产物收集斗口(14)的底部。

4.根据权利要求1所述的一种利用极性反转实现高效脱氮除磷及产能回收的装置，其特征在于，进水口(5)的水平高度低于极性反转室出水口(8)，极性反转室出水口(8)水平高度高于阳极室进水口(15)，阳极室进水口(15)水平高度低于出水口(18)。

5.根据权利要求1所述的一种利用极性反转实现高效脱氮除磷及产能回收的装置，其特征在于，碳刷电极(7)悬挂于极性反转室(A)的中部。

6.根据权利要求1所述的一种利用极性反转实现高效脱氮除磷及产能回收的装置，其特征在于，铁片阳极(17)设置于阳极室(B)的中部。

7.根据权利要求1所述的一种利用极性反转实现高效脱氮除磷及产能回收的装置，其特征在于，极性反转室(A)、阳极室(B)、纯氧室(C)的容积比为(1.5-1.9)：(1.5-1.9)：1。

8.根据权利要求1所述的一种利用极性反转实现高效脱氮除磷及产能回收的装置，其特征在于，碳刷电极(7)的体积与极性反转室(A)的极性反转室反应区(6)容积的比为1：(2.5-3.8)，碳刷电极(7)的面积与空气阴极表面积比为1：(2.4-3.6)。

9.根据权利要求1所述的一种利用极性反转实现高效脱氮除磷及产能回收的装置，其特征在于，铁片阳极(17)的体积与阳极室(B)的阳极室反应区(19)容积的比为1：(4.3-5.8)，铁片阳极(17)的面积与空气阴极表面积比为1：(4.4-5.6)。

10.一种利用极性反转实现高效脱氮除磷及产能回收的方法，其特征在于，该方法采用权利要求1-9任意一项所述的利用极性反转实现高效脱氮除磷及产能回收的装置进行，包括如下过程：

将含氮磷废水从进水口(5)送进入极性反转室(A)，在极性反转室(A)内提供适量碳源，碳刷电极(7)作为阳极并与空气阴极(16)相连，构建异养反硝化环境，待碳刷电极(7)上形成稳定生物膜后，构建自养反硝化环境；

将碳刷电极(7)作为阴极并与铁片阳级(17)相连，进行自养反硝化脱氮，阳极室(B)内铁片阳级(17)失电子成为可溶性的二价铁，二价铁与含氮磷废废水中的磷酸根离子反应生成蓝铁矿沉淀。